Груз массой m=50 кг поднимается вертикально вверх с ускорением a=2м/с^2 под действием...

0 голосов
121 просмотров

Груз массой m=50 кг поднимается вертикально вверх с ускорением a=2м/с^2 под действием силы в течение времени t. Если работа этой силы по подъему груза равна A=60 кДж, то сколько равно время подъема груза?


Физика (118 баллов) | 121 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ

По закону сохранений Энергии, после подъёма тела на высоту    h :

E_{K0} + A = E_K + U(h) \ ;

\frac{mv_o^2}{2} + A = \frac{mv^2}{2} + mgh \ ;

\frac{mv^2}{2} - \frac{mv_o^2}{2} + mgh = A \ ;

\frac{ v^2 - v_o^2 }{2} + gh = \frac{A}{m} \ ;

ah + gh = \frac{A}{m} \ ;

( a + g ) h = \frac{A}{m} \ ;

h = \frac{A}{ m ( a + g ) } \ ;

Из кинематики равноускоренного движения:

v_o t + \frac{at^2}{2} = h = \frac{A}{m(a+g)} \ ;

at^2 + 2v_o t - \frac{2A}{m(a+g)} = 0 \ ;

D = v_o^2 + \frac{2A}{m(1+g/a)} \ ;

t = \frac{ \sqrt{ v_o^2 + \frac{2A}{m(1+g/a)} } - v_o }{a} \ ;

Как легко увидеть, искомое время зависит от начальной скорости.

Про начальную скорость ничего не сказано. Единственное, что можно предположить, что она равна нулю.

Если    v_o = 0 ,    то:

t_o = \frac{1}{a} \sqrt{ \frac{2A}{m(1+g/a)} } = \sqrt{ \frac{2A}{ma(a+g)} } \ ;

t_o = \sqrt{ \frac{2A}{ma(a+g)} } \approx \sqrt{ \frac{120 \ 000}{100(2+9.8)} } \approx 10 \sqrt{ \frac{60}{59} } \approx 10.1    сек ;

*** если считать, что    g \approx 10    м/с² ,  то    t_o \approx 10    сек .


(7.5k баллов)